细胞器——系统内的分工合作(自编讲)

第3章细胞的基本结构第2节细胞器——系统的分工合作人教版必修1细胞在生命活动中不停地发生着物质和能量的复杂变化。细胞质内有许多具有一定的形态、结构和功能的结构，它们统称为细胞器。如：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等。细胞器——具有特定的形态结构，完成各自专有功能的细胞结构。探究一：要研究各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，用什么方法呢？常用的方法是差速离心法：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管，用高速离心机在不同的转速下进行离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，就能将各种细胞器分离开。1.阅读课本P45第一段及课本P93第4、5段，思考资料一，完成学案一（一）。2.阅读课本P45第二段及课本P99最后两段和P100最一段，结合资料二，完成学案一（二）。【自主学习】请仔细观察课本图文，结合所给资料，自主完成学案。3.阅读课本P45第三段及课本P46，完成学案一（三）、（五），思考资料三。3.阅读课本P46，结合资料四，完成学案一的其余部分。3.阅读课本P47，完成学案二及小结。外膜：光滑（与周围基质分开，对线粒体的物质交换具有一定的控制作用）内膜：有嵴（增大膜面积），分布着与有氧呼吸有关的酶。线粒体基质：分布与有氧呼吸有关的酶。外膜内膜嵴（一）名称：线粒体结构功能：进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量一、细胞器◆资料一：线粒体1．德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了各种动物部分细胞中线粒体的数量（见下表）。分析回答：肝细胞肾皮质细胞平滑肌细胞心肌细胞动物冬眠状态下的肝细胞950个400个260个12500个1350个（1）心肌细胞的线粒体数量最多，这是因为什么？（2）动物冬眠状态下的肝细胞中的线粒体比常态下多，这是为什么？（3）从表中所示数据可以看出线粒体的多少与什么有关？。（1）心肌细胞运动量大，因不停的收缩舒张，需能多。（2）冬眠时，动物维持生命活动的能量主要靠肝脏，肝脏代谢加强，需能多。（3）细胞新陈代谢的强弱。2．通常线粒体均匀分布在细胞质基质中，但在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中，例如：在小鼠受精卵的分裂面附近集中。在同一生物的不同组织、器官的细胞中线粒体的数量也有很大差别，例如：线粒体数量在人的心肌细胞中比在人的平滑肌细胞中多。在不同的生物体，因为代谢程度的不同，线粒体数量也有差别，例如：一般动物中线粒体的数量，比植物细胞多一些，飞翔鸟类胸肌细胞线粒体数量比不飞翔鸟类的多。运动员肌细胞线粒体的数量比缺乏锻炼的人多。在体外培养细胞时，新生细胞比衰老细胞或病变细胞的线粒体多。为什么？线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动需要的能量。鸟类飞翔，运动员运动需要大量能量，所以，飞翔鸟类胸肌细胞中、运动员肌细胞中的线粒体数量多。同样道理，新生细胞的生命活动比衰老细胞、病变细胞旺盛，所以线粒体多。课本p45旁外思考题外膜内膜嵴（一）名称：线粒体外膜：光滑（与周围基质分开，对线粒体的物质交换具有一定的控制作用）内膜：有嵴（增大膜面积），分布着与有氧呼吸有关的酶。线粒体基质：分布与有氧呼吸有关的酶。细胞内代谢旺盛的部位比较集中代谢旺盛的细胞分布较多（动物多于植物）结构功能：进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量分布：动植物都有（双膜，含少量DNA和RNA）一、细胞器光滑酶：光合作用有关的酶色素：吸收、传递和转化光能（二）名称：叶绿体外膜内膜进行光合作用的场所（“养料制造车间”和“能量转换站）（双膜，含少量DNA和RNA）结构基粒：由囊状结构堆叠而成——膜上叶绿体基质：有与光合作用有关的酶，含少量DNA和RNA.功能：分布：植物细胞内外膜内膜叶绿体基质（类囊体）基粒囊状结构（类囊体）（三）结构：名称：内质网（单膜）分类和功能粗面内质网：蛋白质合成和加工光面（滑面）内质网：脂质合成动植物细胞的细胞质中膜连接而成的网状结构分布：（四）扁平囊堆叠而成，有大小囊泡动植物细胞内名称：高尔基体结构：动物：功能与细胞分泌物形成有关（对蛋白质进行加工、分类、包装和转运、分泌）植物：细胞分裂时与细胞壁形成有关分布：扁平囊囊泡（单膜）（五）核糖体结构：无膜，由蛋白质和RNA构成游离核糖体：合成结构蛋白、血红蛋白分类和功能“生产蛋白质的机器”附着于内质网上的核糖体：合成分泌蛋白分布：动植物细胞内▼分裂旺盛的细胞内，游离核糖体较多且分布较均匀，可作为肿瘤细胞辨认的标准之一蛋白质合成的场所（1）放射性氨基酸首先在核糖体上大量积累，最可能的解释是。（2）放射性氨基酸继在核糖体上积累之后，在内质网中也出现，且数目不断增多，最可能的解是。（3）实验中，培养液相当于细胞中的。◆资料三：核糖体和内质网从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网，放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成起功能所需的物质和条件。很快连续取样，并分离核糖体的内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体的内质网中的情况，结果如图所示。请观察资料以及课本45页图3-5和46页图3-7，讨论回答：放射性氨基酸量内质网核糖体时间核糖体是蛋白质合成的场所蛋白质进入内质网中细胞质基质（六）溶酶体结构：单膜，含多种水解酶功能：分解衰老、损伤的细胞，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌（消化车间）分布：动植物细胞内细胞液液泡膜（七）液泡植物细胞（成熟植物细胞具有大液泡）结构：细胞液液泡膜：单膜：含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质功能：调节细胞内的环境，保持植物细胞形态分布：动物细胞及某些低等植物细胞（八）中心体结构：无膜，由两互相垂直排列的中心粒及其周围物质组成功能：与细胞的有丝分裂有关分布：二、细胞质基质活细胞进行新陈代谢的主要场所，为细胞新陈代谢提供物质和环境条件.成分：功能：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶细胞骨架细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞的分裂、分化、运动以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。细胞质膜膜膜结构、功能、分布小结：线粒体叶绿体内质网单成分功能细胞质基质细胞器高尔基体溶酶体液泡中心体核糖体双无各种细胞器比较表名称线粒体叶绿体液泡内质网高尔基体溶酶体核糖体中心体分布主要结构特点主要功能与代谢有关植物细胞和动物细胞的比较表动物细胞植物细胞不同点细胞壁。没有，有一般，某些低等动物有相同点都有。细胞质中共有的细胞器是等细胞器“车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器消化车间脂质合成车间动力车间下列表格把细胞器类比为细胞内繁忙的“车间”，但对应关系出错了，请进行调整，使对这些细胞器的类比恰当。细胞器之间的分工细胞器“车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器消化车间动力车间脂质合成车间细胞器之间的分工细胞器“车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器消化车间动力车间脂质合成车间细胞器之间的分工细胞器“车间”线粒体叶绿体内质网高尔基体核糖体溶酶体养料制造车间蛋白质加工、分类、包装车间生产蛋白质的机器消化车间动力车间脂质合成车间三.细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成与运输科学家用３Ｈ标记亮氨酸供给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白质。时间位置3分钟后17分钟后117分钟1、附着于内质网上的核糖体2、细胞器有核糖体、内质网、高尔基体；细胞膜。3、需要，线粒体有核糖体的内质网高尔基体细胞膜内侧的小泡和释放到细胞外的分泌物中细胞器之间的协作配合三、细胞器之间的协调配合氨基酸肽链较成熟蛋白质成熟蛋白质内质网的核糖体内质网高尔基体细胞膜线粒体囊泡囊泡合成初步加工、进一步加工融合、分泌分泌蛋白（提供能量）▲与蛋白质的合成有关的细胞器：核糖体、内质网高尔基体、线粒体核糖体内质网高尔基体细胞膜（合成）（初步加工）（进一步加工）（融合、分泌）三.细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成与运输线粒体提供能量过程：在分泌蛋白的合成和运输过程中，有哪些膜结构参与？内质网膜、高尔基体膜、细胞膜细胞外细胞内的各种膜在结构上存在着直接或间接的联系。内质网与核膜外层相连内质网腔与两层核膜之间的腔相通内质网与细胞膜相连内质网膜与细胞膜、核膜有什么关系？三者成分和结构很相似，结构和功能上紧密联系（相通的），体现了细胞内结构的协调配合。▲生物膜的联系与转化四.细胞的生物膜系统（一）概念：各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。——在生命活动中作用极为重要：①不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性的作用。②细胞内的许多重要化学反应都在生物膜上进行，细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，有利于生化反应的进行。③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。（二）功能（细胞膜）海水净化装置：模拟生物膜选择性透过原理，对海水、污水进行净化获得纯净淡水。模拟生物膜医学上根据生物膜的结构、功能原理，可以研制出许多种代用的人体组织与器官。实验：用高倍速显微镜观察叶绿体和线粒体为什么用健那绿染液染色？健那绿染液为什么要溶于生理盐水中？实验材料为什么要用藓叶？线粒体叶绿体分布形态结构双层膜外膜内膜基粒基质功能线粒体和叶绿体比较表1、在真核细胞的细胞器中，无膜结构的是（）A、线粒体、中心体B、核糖体、中心体C、中心体、高尔基体D、高尔基体、核糖体2、玉米叶肉细胞中，具有色素的一组细胞器是（）A、线粒体、高尔基体B、叶绿体、液泡C、中心体、核糖体D、内质网、液泡3、一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的膜层数是（）A、5B、6C、7D、8BBB答对了4、将下列细胞器和相关的功能连接起来细胞器名称细胞器的功能中心体分解衰老死亡的细胞，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌线粒体合成蛋白质核糖体与细胞的有丝分裂有关溶酶体进行光合作用叶绿体有氧呼吸的主要场所液泡参与细胞分泌物的形成高尔基体调节植物细胞内的环境，维持植物细胞内的形态细胞间的分工合作细胞器线粒体叶绿体内质网核糖体高尔基体溶酶体液泡中心体存在场所结构功能植物细胞、动物细胞椭球形，外膜光滑、内膜向内折叠成嵴有氧呼吸的主要场所，能量供应的“动力工厂”植物细胞椭球形或球形，两层膜，基质、基粒、酶光合作用的场所，“养料制造工厂”和”能量转换站“植物细胞、动物细胞粗面型和滑面型，囊状、泡状、管状结构蛋白质合成与加工的车间，运输蛋白质的通道植物细胞、动物细胞椭球形粒状小体合成蛋白质的场所，为蛋白质的“装配机器”植物细胞、动物细胞由单层膜形成的囊泡和扁平囊组成蛋白质的加工、分类、包装和转运，与细胞分泌物和细胞壁的形成有关植物细胞、动物细胞由单层膜形成的小球体，内含多种水解酶“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，防御、营养植物细胞由单层膜形成囊泡，内含细胞液调节内环境、维持渗透压、保持细胞坚挺动物细胞由两个互相垂直的中心粒与动物细胞的有丝分裂有关